專利名稱：一種丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于應用于微電子封裝的粘接劑技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種銀填充、丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電膠作為LED和IC芯片粘接劑。
背景技術(shù)：
錫鉛合金焊料在電子工業(yè)中已經(jīng)廣泛使用多年，由于電子行業(yè)廢棄物中的鉛會污染土壤和地下水，最終在人體內(nèi)沉積造成中毒。歐盟為減少電子產(chǎn)品廢棄物帶來的污染于1998年提出WEEE/RoHS指令案并于2003年開始生效。環(huán)氧樹脂導電膠作為芯片粘接劑，目前已經(jīng)廣泛應用在微電子和LED封裝領(lǐng)域。隨著新型無鉛金屬焊料的使用，電子封裝的回流焊溫度提高，普通的環(huán)氧樹脂膠耐高溫性能有限，無法滿足新的無鉛金屬焊料所需的高溫可靠性。為了適應這種更高的可靠性要求，電子行業(yè)內(nèi)對新型耐高溫改性環(huán)氧樹脂導電膠進行了眾多研究，其中，有的引入更高交聯(lián)度的環(huán)氧樹脂提高耐溫性(CN200910029251.1)，有的在體系內(nèi)引入耐溫基團如馬來酰亞胺(CN201210035153.0)或有機硅\有機硼等(CN200910029251.1)改性，有的通過環(huán)氧樹脂與耐高溫性能優(yōu)異的丙烯酸酯共聚的光敏導電膠在代替合金焊料用于 電路板等焊接(CN200910194200.4，CN200510085609.4)，但目前還沒有丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂實現(xiàn)用于高端領(lǐng)域的芯片導電粘接劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，這種導電膠克服了傳統(tǒng)環(huán)氧導電膠不耐高溫高濕的缺點，在多種環(huán)境下保持良好的粘接力。本發(fā)明涉及一種導電芯片粘接劑，其含有片狀銀粉，環(huán)氧樹脂，丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂，固化劑，偶聯(lián)劑，稀釋劑。本發(fā)明可通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，組成及其按質(zhì)量百分比為:環(huán)氧樹脂5% 20% ；丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂 5% 20% ；固化劑1% 5%;稀釋劑5% 10%;偶聯(lián)劑0.1% 1%;片狀銀粉60% 80%。所述的丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂，其組成為甲基丙烯酸縮水甘油酯與2-3種丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體的共聚產(chǎn)物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯在共聚的改性環(huán)氧樹脂中的質(zhì)量百分含量為20% 35%，其他單體(丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體共計)為65% 80%。丙烯酸酯類單體包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯等；烯烴類單體包括4-甲基-1-戊烯，醋酸乙烯酯，苯乙烯等。丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂可以按照現(xiàn)有技術(shù)的自由基溶液聚合法制備，可以以甲苯為溶劑，加入丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體和甲基丙烯酸縮水甘油酯，在偶氮二異丁腈的引發(fā)下聚合而成。丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體用量可按任意質(zhì)量比混和。所述環(huán)氧樹脂選自雙酚F環(huán)氧樹脂，雙酚A環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂中的一種。稀釋劑是質(zhì)量純度超過90%的1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚。所述的固化劑，為胺類固化劑(雙氰胺、二胺基二苯砜、非草隆中的一種或幾種)，或/和咪唑類固化劑(2-苯基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一種或幾種)。胺類固化劑或/和咪唑類固化劑可按任意質(zhì)量比混和。所述的偶聯(lián)劑，為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560和KH-792中的一種或幾種。所用的片狀銀粉，其組成為直徑小于50微米的片狀銀粉。上述導電膠的制備方法為:將固化劑和稀釋劑按上述配方比例混合均勻，再加入適量環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂和偶聯(lián)劑攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。本發(fā)明的有益效果是:I通過丙烯酸酯對環(huán)氧樹脂改性，并將這種改性環(huán)氧樹脂引入環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，提高了環(huán)氧樹脂膠的耐高溫性能，耐高溫度可達250°C以上，適應了無鉛化的電子封裝要求。2通過丙烯酸酯的疏水性引入，增強了環(huán)氧膠的耐高濕性，提高了產(chǎn)品及其封裝器件對高溫高濕環(huán)境的適應力。3利用丙烯酸酯的耐老化性，提高了環(huán)氧導電膠的耐候性。

4結(jié)合的使用，增強了導電膠對界面粘接強度的促進作用提高了封裝的可靠性，延長了封裝器件的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的導電膠典型的動態(tài)力學分析圖(DMA)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。實施例1丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的組成及按質(zhì)量比有:片狀銀粉70.0% ；改性環(huán)氧樹脂12.0% ；雙酚F環(huán)氧樹脂10.0% ；非草隆0.5% ;二胺基二苯砜2.0% ；KH-5500.5% ；1，4-丁二醇二縮水甘油醚 5%。其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:甲基丙烯酸甲酯:苯乙烯=1: 1.5: I共聚的產(chǎn)物。上述導電膠的制備方法為:將非草隆、二胺基二苯砜和1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚按上述配方比例混合均勻，再加入KH-550、雙酚F環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。在175°C固化I小時，測得體積電阻率為0.00006ohm.ο ，水平剪切力為25MPa，經(jīng)850C /RH85%老化168小時后水平剪切力為20MPa，老化后電阻率不變。實施例2丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的組成及按質(zhì)量比有:片狀銀粉60.0%;改性環(huán)氧樹脂20.0% ；雙酚A環(huán)氧樹脂7.3% ；2-甲基咪唑0.5% ；二胺基二苯砜4.5% ；KH-5600.2% ；1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚 7.5%。其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:4-甲基-1-戊烯:丙烯酸乙酯:苯乙烯=1: I: 1.2: I共聚的產(chǎn)物。上述導電膠的制備方法為:將2-甲基咪唑、二胺基二苯砜和1，4_丁二醇二縮水甘油醚按上述配方比例混合均勻，再加`入KH-560、雙酚A環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。在150°C固化1.5小時，測得體積電阻率為0.0003ohm.cm，水平剪切力為28MPa，經(jīng)85°C /RH85%老化168小時后水平剪切力為22MPa，老化后電阻率不變。實施例3丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的組成及按質(zhì)量比有:片狀銀粉80.0% ；改性環(huán)氧樹脂8.9% ；雙酚F環(huán)氧樹脂5.0% ；雙氰胺0.1% ；二胺基二苯砜0.9% ；KH-5500.1% ；1，4- 丁二醇二縮水甘油醚 5.0%其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:甲基丙烯酸丁酯:丙烯酸乙酯:苯乙烯=1: 2:1:1共聚的產(chǎn)物。上述導電膠的制備方法為:將雙氰胺、二胺基二苯砜和1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚按上述配方比例混合均勻，再加入KH-550、雙酚F環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。在180°C固化0.5小時，測得體積電阻率為0.0005ohm.cm，水平剪切力為24MPa，經(jīng)85°C /RH85%老化168小時后水平剪切力為20MPa，老化后電阻率不變。實施例4丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的組成及按質(zhì)量比有:片狀銀粉61.0% ；
改性環(huán)氧樹脂5.0% ；酚醛型環(huán)氧樹脂20.0% ；2-苯基-4-甲基咪唑0.4%;二胺基二苯砜2.6% ；KH-7921.0% ；I，4-丁二醇二縮水甘油醚 10.0%。其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:丙烯酸乙酯:4-甲基-1-戊烯=1: I: 0.9共聚的產(chǎn)物。上述導電膠 的制備方法為:將2-苯基-4-甲基咪唑、二胺基二苯砜和I，4-丁二醇二縮水甘油醚按上述配方比例混合均勻，再加入KH-792、酚醛型環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。在160°C固化I小時，測得體積電阻率為0.0002ohm.cm,水平剪切力為26MPa，經(jīng)850C /RH85%老化168小時后水平剪切力為21MPa，老化后電阻率不變。實施例5其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:甲基丙烯酸丁酯:醋酸乙烯酯:苯乙烯=1: I: 0.7: I共聚的產(chǎn)物。丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑的組成及按質(zhì)量比有:片狀銀粉67.5% ；改性環(huán)氧樹脂10.7% ；雙酚F環(huán)氧樹脂13.0% ；1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑0.3% ；二胺基二苯砜2.0% ；KH-5500.5% ；1，4- 丁二醇二縮水甘油醚 6.0%。其中的改性環(huán)氧樹脂，是按質(zhì)量比甲基丙烯酸縮水甘油酯:甲基丙烯酸丁酯:醋酸乙烯酯:苯乙烯=1: I: 0.7: I共聚的產(chǎn)物。上述導電膠的制備方法為:將1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、二胺基二苯砜和
I，4-丁二醇二縮水甘油醚按上述配方比例混合均勻，再加入KH-550、雙酚F環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂攪拌，最后再緩慢加入配方比例的銀粉，繼續(xù)攪拌至均勻，最后真空脫除氣泡，制得導電膠。在160°C固化I小時，測得體積電阻率為0.0OOlohm.cm，水平剪切力為26MPa，經(jīng)850C /RH85%老化168小時后水平剪切力為20MPa，老化后電阻率不變。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，組成及其按質(zhì)量百分比為:環(huán)氧樹脂5% 20%，丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂5% 20%，固化劑1% 5%，稀釋劑5% 10%，偶聯(lián)劑0.1% 1%，片狀銀粉60% 80% ;所述的丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂，是甲基丙烯酸縮水甘油酯與2 3種丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體的共聚產(chǎn)物，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯在丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂中的含量按質(zhì)量占20% 35%，丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體在丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂中的含量按質(zhì)量占65% 80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，其特征是，所述的丙烯酸酯類單體，是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯；所述的烯烴類單體，是4-甲基-1-戊烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，其特征是，所述的環(huán)氧樹脂，是雙酚F環(huán)氧樹脂、雙酚A環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑，是雙氰胺、二胺基二苯砜、非草隆、2-苯基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的1-4種；所述的偶聯(lián)劑，為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560、KH-792中的1_3種；所述的稀釋劑，是質(zhì)量純度大于90%的1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1、2或3所述的丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑，其特征是，所述的片狀銀粉，直徑小于50微米。
全文摘要
本發(fā)明的一種丙烯酸酯改性的環(huán)氧樹脂導電芯片粘接劑屬于應用于微電子封裝的粘接劑的技術(shù)領(lǐng)域。導電芯片粘接劑由片狀銀粉、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂、固化劑、偶聯(lián)劑、稀釋劑組成。其中的丙烯酸酯改性環(huán)氧樹脂是甲基丙烯酸縮水甘油酯與2～3種丙烯酸酯類單體和/或烯烴類單體的共聚產(chǎn)物；所述的偶聯(lián)劑，為硅烷偶聯(lián)劑KH-550等；稀釋劑是1，4-丁二醇二縮水甘油醚。本發(fā)明的效果是提高了環(huán)氧樹脂膠的耐高溫耐高濕和耐老化性能，體積電阻率低，粘接強度高，適應無鉛化的和高溫高濕環(huán)境的電子封裝要求，提高封裝的可靠性，延長封裝器件的使用壽命。
文檔編號C09J11/04GK103242775SQ20131018178
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者鄭巖, 王群, 劉姝, 王政, 孫莉, 李中亮, 蘇立君 申請人:長春永固科技有限公司